核能技術(shù)應(yīng)用中的電離輻射對(duì)環(huán)境的影響分析

張國(guó)軍

（江西輻射劑量檢測(cè)院有限公司，江西 吉安 330029）

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)核技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)也變得尤為普遍，在此背景下放射源應(yīng)用單位數(shù)量也在不斷擴(kuò)大，核能技術(shù)的應(yīng)用雖然給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的便利，但是電離輻射所帶來(lái)的危害是不容忽視的。有研究表明，電離輻射對(duì)人體有損害，而高劑量的電離輻射甚至?xí)氯怂劳觥Ｒ虼嗽诤四芗夹g(shù)應(yīng)用中，要特別注意輻射安全和輻射防護(hù)，必須對(duì)電離輻射知識(shí)進(jìn)行大力宣傳，讓公眾對(duì)其有所了解，避免人們產(chǎn)生恐慌。

1 電離輻射概述

電離輻射，是指通過(guò)與物質(zhì)的相互作用，直接或間接電離了物質(zhì)的原子和分子。離子化需要能量，而電離不同的原子需要不同的能量。一種類似低能光子的輻射能夠在一種介質(zhì)中電離，而在另一種介質(zhì)中則不能電離。因此，應(yīng)選擇電離輻射的截止能量值，對(duì)于低于這個(gè)能量值的輻射，可視為對(duì)電離輻射的判斷；而對(duì)于截止能量值的選擇應(yīng)視具體情況而定，例如放射生物學(xué)中，相應(yīng)值約為10eV。假設(shè)該數(shù)值為極限，遠(yuǎn)紫外線、長(zhǎng)波紫外線、可見(jiàn)光、紅外、無(wú)線電波輻射都屬于非電離輻射，而像α、β、γ等所有核射線都屬于電離輻射；這種原子輻射與物質(zhì)相互作用，產(chǎn)生電離，然后產(chǎn)生熱量。不同輻射源之間的差異不在于其產(chǎn)品，而在于電離分布。

離子化輻射是由電能和磁能組成，它們一起從太空中傳播，而能量是由貨物的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。舉例來(lái)說(shuō)，無(wú)線電天線發(fā)射的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電磁波。電磁波譜包括各種電離輻射，從極低頻電離輻射到極高頻電離輻射。放射其中包括無(wú)線電波、微波、紅外線、可見(jiàn)光和紫外線。頻率部分的廣義定義是指3kHz至300GHz范圍內(nèi)的輻射，這就足夠了。離子化輻射能隨頻率而變化，頻率越高，能量越大。高頻段的X射線和γ射線能產(chǎn)生大量的能量，這些能量能摧毀分子，即人體組織的合成。實(shí)際上，X射線和γ射線的能量大到足以電離原子和分子，所以它們被歸為“電離”輻射。盡管這兩種輻射都有醫(yī)療用途，但過(guò)度暴露會(huì)危害健康。X射線和γ射線產(chǎn)生的電磁能量，與射頻發(fā)射器產(chǎn)生的RF裝置的電磁能量不同，它屬于低頻頻段，不會(huì)破壞化學(xué)鍵，因而被歸為“非電離”輻射。

2 中國(guó)電離輻射現(xiàn)狀

在過(guò)去的二十年里，人們已經(jīng)把大量電子電器設(shè)備投入了日常生活和工作中。但是，電離輻射暴露問(wèn)題一直比較嚴(yán)重。在我國(guó)目前的環(huán)境中，由環(huán)境部在30個(gè)省、直轄市進(jìn)行的電離輻射污染研究，人類電離輻射持續(xù)增加的主要原因，是廣播和廣播設(shè)施及其性能的提高，通信傳輸系統(tǒng)的普及和頻繁使用，工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療領(lǐng)域高頻電器設(shè)備的增加，以及能源運(yùn)輸領(lǐng)域的高壓電源的增加。近幾年手機(jī)用戶也顯著增加。到2017年9月底，中國(guó)的寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入量已經(jīng)達(dá)到762萬(wàn)個(gè)，移動(dòng)用戶的數(shù)量也在來(lái)迅速增長(zhǎng)。中國(guó)目前有604萬(wàn)多個(gè)通信站點(diǎn)。

電離輻射給人類帶來(lái)了很多好處，它已成為現(xiàn)代文明的一個(gè)重要因素，但它對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人類的危害也是巨大的。放射線對(duì)人的傷害作用是肉眼看不見(jiàn)的。人體受到的光線輻射會(huì)損傷或破壞細(xì)胞和機(jī)體組織，使人體生病（包括遺傳疾病）。嚴(yán)重者還可導(dǎo)致癌癥或急性放射病。因?yàn)樯渚€是由原子核的衰變、裂變等核變化而產(chǎn)生的，所以射線污染也可以稱為核污染。“核色變”之所以被稱為“核色變”，是因?yàn)橐恍┝钍澜缯痼@的放射性污染事件：1945年美國(guó)在日本廣島和長(zhǎng)崎投下兩顆原子彈，傷害了大量無(wú)辜的人民，讓全世界知道輻射能大規(guī)模殺傷生命，造成大規(guī)模放射性污染；上世紀(jì)50年代末60年代初，美國(guó)和蘇聯(lián)進(jìn)行了數(shù)百次大氣層核試驗(yàn)，將巨大的放射性物質(zhì)帶入人類環(huán)境，造成全球放射性污染：1986年蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故造成數(shù)千萬(wàn)個(gè)放射性物質(zhì)被釋放，造成嚴(yán)重的環(huán)境放射性污染，及巨大的經(jīng)濟(jì)損失，令世界震驚；巴西戈亞尼亞市1987年發(fā)生的一起廢棄醫(yī)療儀器事故中，銫137源被不正當(dāng)拆除，不僅造成4人死亡，還污染了大片街區(qū)，形成數(shù)千噸放射性廢料；在我國(guó)山西忻州事故中，3人喪生，多人被動(dòng)受輻射，這都是因?yàn)橐粋€(gè)失控的放射源。電磁波輻射具有資源和污染物雙重屬性。資源的背后，是一種污染因素，是一種人們看不見(jiàn)、摸不著的能量流污染。電磁輻射主要由熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)引起，超過(guò)某一限度時(shí)，會(huì)對(duì)人體造成傷害。人體局部皮膚或器官會(huì)出現(xiàn)致熱效應(yīng)，而非致熱效應(yīng)則可引起人體神經(jīng)系統(tǒng)等方面的反應(yīng)。

3 我國(guó)電離輻射管理

3.1 基本原則

保護(hù)生態(tài)環(huán)境，維護(hù)人類健康，推動(dòng)科技進(jìn)步（提供更好更安全的產(chǎn)品），促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（加速工業(yè)發(fā)展，推動(dòng)全球貿(mào)易和貿(mào)易關(guān)系）。

3.2 最終目的

實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

3.3 政府部門職責(zé)

衛(wèi)生部、國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、國(guó)家環(huán)境保護(hù)局、新聞部、交通部、鐵道部、供電所等部門在不同行業(yè)制定和監(jiān)測(cè)電離輻射對(duì)環(huán)境影響的政策和標(biāo)準(zhǔn)。

4 我國(guó)電離輻射環(huán)境安全管理現(xiàn)狀

當(dāng)今世界越來(lái)越重視對(duì)核設(shè)施的保護(hù)，中國(guó)也致力于保障核能使用的安全。對(duì)此我國(guó)的輻射防護(hù)隨著核工業(yè)的不斷發(fā)展而進(jìn)一步得到加強(qiáng)：

（1）國(guó)務(wù)院頒布了關(guān)于輻射環(huán)境安全管理的法律、法規(guī)，明確了核能的安全利用。

（2）加大核設(shè)施安全監(jiān)管力度，逐年減少核設(shè)施輻射事故。

（3）中國(guó)十分重視輻射防護(hù)隊(duì)伍建設(shè)。定期對(duì)輻射防護(hù)機(jī)構(gòu)及有關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高監(jiān)測(cè)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)。

本文以廣東省輻射現(xiàn)狀與放射源的調(diào)查為例，對(duì)核能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀展開(kāi)深入分析。

4.1 全省放射源基本情況

該省自五十年代開(kāi)始使用放射源，至今已成為我國(guó)放射源最大的省份。經(jīng)過(guò)2002年全省放射源調(diào)查（由于歷史和管理機(jī)構(gòu)原因，很難得到完整的統(tǒng)計(jì)數(shù)字），全省共有輻射源單位837個(gè)，使用的輻射源總數(shù)為2564個(gè)。

4.2 放射源應(yīng)用領(lǐng)域廣

主要應(yīng)用于：建筑材料、紙、鋼、機(jī)、電、油、化、路、塑、酒、水、地、探、輻照加工、高校、科研等行業(yè)和部門。這些都是放射性加工行業(yè)最活躍的。

4.3 射線裝置類

由于管理部門對(duì)《中華人民共和國(guó)放射性污染防治法》的適應(yīng)性，目前尚無(wú)X射線設(shè)備的詳細(xì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。但是，共有的4000多份原始數(shù)據(jù)，主要集中在醫(yī)藥、海關(guān)、交通運(yùn)輸業(yè)和一些公司的質(zhì)保部。

5 電離輻射對(duì)環(huán)境的影響分析

5.1 電離輻射及其所引起的生物效應(yīng)

電離輻射，實(shí)際上是指初級(jí)或次級(jí)過(guò)程產(chǎn)生的輻射。這類輻射可以是帶電子的粒子，也可以是不帶電子的粒子，或者是一種混合的帶電粒子，如果電離輻射照射到人體，會(huì)產(chǎn)生各種各樣的生理效應(yīng)。若將生物效應(yīng)劃分為不同的個(gè)體，則可將其劃分為兩種形式，前者為體細(xì)胞型，后者為遺傳型。所謂遺傳效應(yīng)，是指人體生殖細(xì)胞受電離輻射照射后，雖然沒(méi)有相應(yīng)的生物效應(yīng)，但會(huì)傳給后代。

5.2 電離輻射對(duì)環(huán)境的危害

核能源與放射性同位素技術(shù)已廣泛應(yīng)用于我國(guó)的醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)、地質(zhì)勘探等各個(gè)領(lǐng)域。但是，由于政府和相關(guān)部門利用核能產(chǎn)生電離輻射，對(duì)核能的利用和開(kāi)發(fā)日益受到影響。研究發(fā)現(xiàn)，電離輻射可以改變細(xì)胞的化學(xué)平衡，尤其對(duì)自然界中的動(dòng)植物和水體危害極大。當(dāng)動(dòng)物受到電離輻射時(shí)，其細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)DNA被破壞，這會(huì)對(duì)動(dòng)物健康產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響，而且這種影響還可能通過(guò)動(dòng)物的生殖細(xì)胞直接傳遞給下一代。

5.2.1 照射危害

電離輻射對(duì)人體的劑量相對(duì)較小，人體或電離輻射的某些器官可以存活，但是會(huì)增加癌癥的發(fā)病率。離子輻射源的大小、受照組織和時(shí)間對(duì)被照部位的損傷面積具有決定性影響。若它們暴露于低或中度電離輻射中，其危害可能不會(huì)在短期內(nèi)出現(xiàn)。有的只需要幾個(gè)月，甚至幾年。如白血病所致的中低電離輻射，可在體內(nèi)潛伏兩年。離子暴露的類型對(duì)電離輻射的發(fā)生具有決定性的影響。讓我們?cè)诖顺吻逡稽c(diǎn)，并非所有人都有接觸過(guò)電離輻射的經(jīng)歷，那些由于電離輻射導(dǎo)致癌癥或人類基因損傷的人，與那些由于其他因素導(dǎo)致疾病的人沒(méi)有明顯的區(qū)別。

5.2.2 慢性照射

我們所說(shuō)的慢性輻射是指在電離輻射環(huán)境中，長(zhǎng)期處于低劑量狀態(tài)。只有經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間，才能認(rèn)識(shí)到慢性電離輻射的影響。DNA突變、先天性缺陷、白內(nèi)障、皮膚癌等是慢性電離輻射所致。

5.2.3 急性照射

電離輻射中的急性照射是指在短期內(nèi)受到高劑量的電離輻射的情況，發(fā)生這種情況的原因通常是由于突發(fā)性事故引起的，尤其是在醫(yī)療過(guò)程中這類事故的發(fā)生率更高。急性高劑量的電離輻射可引起大出血、內(nèi)分泌紊亂、細(xì)胞感染、貧血等問(wèn)題，其后期并發(fā)癥也會(huì)增多，如癌癥、DNA突變、白內(nèi)障等。

6 電離輻射防治措施

6.1 構(gòu)建輻射環(huán)境管理機(jī)制和管理體系

關(guān)于核能利用，應(yīng)完善電離輻射監(jiān)測(cè)體系，建立完善的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)和輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，做好對(duì)輻射場(chǎng)所的安全監(jiān)管，定期開(kāi)展各項(xiàng)監(jiān)測(cè)和檢查，確保用放射性測(cè)量設(shè)備或運(yùn)行監(jiān)測(cè)儀器密封放射源檢測(cè)日常化。該工藝要求在任何情況下都要對(duì)電離輻射的使用、儲(chǔ)存進(jìn)行管理和控制，加強(qiáng)保護(hù)、處置、轉(zhuǎn)移和回收，以確保核能的安全并盡量減少電離輻射造成的損害。

6.2 核能技術(shù)項(xiàng)目應(yīng)用手續(xù)的完善

對(duì)核電用戶，要做好安全檢測(cè)工作，完善各項(xiàng)檢驗(yàn)。使用者使用核技術(shù)時(shí)，必須具備完備的許可證，做好許可證換發(fā)工作，同時(shí)做好核能項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)，完成環(huán)保竣工驗(yàn)收手續(xù)，完善制度程序，解決遺留問(wèn)題。

6.3 保障放射源及時(shí)送貯

為了有效防止利用核能時(shí)電離輻射對(duì)環(huán)境造成的不良影響，有關(guān)單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)廢棄放射源的調(diào)查，對(duì)放射源臨時(shí)儲(chǔ)存場(chǎng)所進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)將廢棄放射源送到倉(cāng)庫(kù)并加以處理。

6.4 加強(qiáng)電離輻射知識(shí)普及

在核能技術(shù)應(yīng)用中，應(yīng)積極拓寬培訓(xùn)渠道，加強(qiáng)相關(guān)人員及群眾的電離輻射安全培訓(xùn)教育，提高公眾對(duì)電離輻射安全的認(rèn)識(shí)。尤其對(duì)核電用戶進(jìn)行定期培訓(xùn)，并對(duì)運(yùn)行人員進(jìn)行考核。為了提高核能的使用質(zhì)量，避免人為的工業(yè)事故所產(chǎn)生的大量電離輻射，只有合格的操作人員才能從事核能工作。

6.5 加強(qiáng)應(yīng)急能力的建設(shè)

在核技術(shù)的具體應(yīng)用中，對(duì)于潛在的、可能導(dǎo)致事故發(fā)生的儀器、設(shè)備等政府部門以及相關(guān)部門要對(duì)其進(jìn)行全面檢測(cè)和分析，根據(jù)事故類型配備應(yīng)急救援人員和解決方案。為提高對(duì)電離輻射事故的反應(yīng)能力，我們應(yīng)定期與衛(wèi)生局和公共安全部門合作，開(kāi)展電離輻射事故應(yīng)急演練。爭(zhēng)取將電離輻射事故發(fā)生后的損失和傷害降到最低。

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在核技術(shù)應(yīng)用極為普遍的現(xiàn)代化社會(huì)，如何對(duì)核技術(shù)中的輻射問(wèn)題進(jìn)行管理已成為人們最關(guān)注的問(wèn)題。當(dāng)人體受到電離輻射之后，身體細(xì)胞就會(huì)發(fā)生變異，甚至還會(huì)遺傳給下一代，嚴(yán)重情況下甚至?xí)苯又氯怂劳觥榇耍鲉挝辉谑褂煤四芗夹g(shù)展開(kāi)各類活動(dòng)時(shí)，必須做好防護(hù)工作，并配合政府部門做好技術(shù)檢查，加強(qiáng)宣傳培訓(xùn)，做好技術(shù)培訓(xùn)，對(duì)放射性廢物處置工作進(jìn)行完善，并做好應(yīng)急培訓(xùn)和應(yīng)急預(yù)案工作，以此來(lái)減少核能利用對(duì)人體的輻射危害。